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2010 APMO 第 4 题

题面据 APMO 可核档案整理;中文题意为本站自译,公式请以原始来源为准。

APMO 2010 P4 geometry

Let ABCA B C be an acute triangle satisfying the condition AB>BCA B>B C and AC>BCA C>B C. Denote by OO and HH the circumcenter and the orthocenter, respectively, of the triangle ABCA B C. Suppose that the circumcircle of the triangle AHCA H C intersects the line ABA B at MM different from AA, and that the circumcircle of the triangle AHBA H B intersects the line ACA C at NN different from AA. Prove that the circumcenter of the triangle MNHM N H lies on the line OHO H.

ABCA B C 为锐角三角形,满足条件AB>BCA B>B CAC>BCA C>B COOHH 分别表示三角形 ABCA B C 的外心和垂心。假设三角形AHCA H C的外接圆与线ABA B相交于与AA不同的MM处,并且三角形AHBA H B的外接圆与线ACA C相交于与AA不同的NN处。证明三角形 MNHM N H 的外心位于直线 OHO H 上。

提示 1

先标出固定点、动点、角、圆和长度关系。

提示 2

尝试角追、相似、圆幂、面积比、反演或坐标化中的一种。

提示 3

把关键等式还原成标准定理,或补出一个让结构闭合的辅助点。

完整解答

这页先给题面、题型和提示阶梯,完整证明留给读者逐步展开。2010 年 APMO P4 可先归入几何:第一步把题设翻成对象、条件、目标三行;第二步沿提示寻找不变量、标准构型或关键变形;第三步补齐边界情形,并回到题目原要求核对。

这题适合先独立想一轮再打开提示。不要急着搜索完整解答,先问自己:题面里最硬的限制是哪一句?